一种石油焦制备气体精脱有机硫吸附剂的方法

摘要

本发明涉及一种石油焦制备气体精脱有机硫吸附剂的方法；将石油焦粉碎到50～100目，40～50％过100目筛；放入马弗炉中加热100～200℃；加入化学活化剂、活化助剂、粘结剂、粘结助剂及水进行捏合，再通过螺旋杆挤压机挤压成直径3～3.5mm，长度3～5mm的柱状条形；石油焦粉∶化学活化剂∶活化助剂∶粘结剂∶粘结助剂∶水为1∶0.5～3∶0～0.2∶0.2～0.8∶0.02～0.08∶0.3～0.6；自然干燥，进行炭化、活化处理；本发明吸附剂成本低廉，硫容高，有机硫处理能力强，可用于多种含硫、含氮化合物的脱除，提高了石油焦综合利用价值，吸附剂最终可焚烧处理，无碱液排放，有利于环保。

说明书

技术领域：

本发明属于以煤、石油、天然气为原料制备的化工原料气的脱硫净化剂 及催化剂制备领域，特别涉及一种石油焦制备液化气脱有机硫吸附剂的方 法。

背景技术：

液化气精制过程中，目前广泛使用N-甲基二乙醇胺(MDEA)化学吸收 法进行处理，取得了较好的无机硫脱除效果，该法脱除有机硫化物的能力 有限，往往难以达到液化气总硫含量达到国家标准或企业内控标准要求。 通常采用碱洗工艺所产生的碱渣(工业上对富含硫醇钠的NaOH水溶液的 俗称)通常通过氧化实现再生，在催化剂磺化酞氰钴等作用下，硫醇钠与 氧气反应，产生NaOH和二硫化物。将二硫化物从NaOH水溶液中分离， 再生碱液可循环用于液化气脱硫醇。

目前取得工业应用的工艺通常是如下流程：液化气从抽提塔底进入至 填料抽提塔，与再生后循环使用的碱液逆向接触，完成脱硫醇。液化气从 塔顶出，进入水洗罐，经过水洗脱除微量的夹带碱液后，全部去氧化再生 塔，从氧化塔底部进入。空气也从侧底部进入到氧化塔，通过一根气体分 布管，将空气分散成多股气流，在塔中借助填料进行气液相混合，完成硫 醇钠的部分氧化转化。碱液、尾气从塔顶出，进入到二硫化物分离罐，完 成气液分离。大部分二硫化物随尾气挥发，进入到尾气焚烧系统。少量二 硫化物混入碱液中，经过1～5小时的沉降后，碱液中罐底部出，经过换冷 和碱液循环泵升压后，去抽提塔继续脱硫醇。再生碱液中采用催化剂磺化 酞氰钴。浓度一般在100～200ppm左右。

由于二硫化物的微乳化，经过沉降后仍无法得到明显分离。碱液中的 二硫化物随着循环周期的延长，逐步累积，增加到5000～12000ppm。此 时，这部分碱液的二硫化物已经足以使得脱硫醇后的液化气中，二硫化物 浓度也升高100～400ppm，导致产品总硫超标。需要更换部分或全部碱液。 这一周期一般在30～100天之间，严重时在30天以内。由于碱液中二硫化 物升高的原因，脱硫效果呈现出周期性升高的波动趋势，并且碱渣的排放 量也大且处理困难，在产品的质量指标和环保性方面存在一时难以排解的 矛盾。

目前工业上液化石油气脱硫主要分为干法脱硫和湿法脱硫，前者较后 者具有净化度高、产品质量稳定、操作流程简单、通过焚烧处理而低碱渣 排放的特点。中国专利CN96118013.7、CN98113750.4均以活性炭为载体 通过浸渍碱液法制备脱硫剂，在脱硫特别是脱除有机硫方面取得一定成 效，但是该法制备的脱硫剂硫容相对较低、失效快。CN00114588.6也是活 性炭为载体通过浸渍法制备脱硫剂，并提到在活性炭成型前加入Na、 Cu、Si的水溶性化合物制备脱硫剂，未做具体说明；CN200410042864.6将 碱金属化合物与碱土金属化合物与活性炭粉混合后挤条便制得脱硫剂，存 在脱硫剂使用中易碎，从而堵塞吸附剂床层的弊端。

发明内容：

本发明的目的是提供一种以炼化企业副产物石油焦为原料制备精脱有 机硫吸附剂的方法。可有效脱除液化气中有机硫，降低总硫含量，使其硫 含量达到国家标准，为社会提供清洁能源。

本发明所述的石油焦制备脱有机硫吸附剂的方法，其步骤如下：

(1)首先将石油焦粉碎到50～100目筛；

(2)空气预氧化处理：将石油焦放入马弗炉中加热100～200℃，保温1～4 小时，脱除低炭小分子及水分；

(3)加入化学活化剂、活化助剂、粘结剂、粘结助剂及水进行捏合，再通 过螺旋杆挤压机挤压成直径3～3.5mm，长度3～5mm的柱状条形；石 油焦粉∶化学活化剂∶活化助剂∶粘结剂∶粘结助剂∶水按重量比为 1∶0.5～3∶0～0.2∶0.2～0.8∶0.02～0.08∶0.3～0.6；

(4)成型物自然干燥5～10小时后，进行炭化、活化处理，即得脱除有机 硫吸附剂；炭化条件为：气氛炉内炭化，升温速率为2～10℃/min，通 入N₂作为保护性气体，升温到200～300℃保温1～3小时，然后继续升 温到700～800℃，保温时间1～5小时，继续通入N₂至冷却至室温。 所述的化学活化剂为KOH，NaOH，Na₂CO₃，K₂CO₃；

所述的活化助剂为氧化铁粉。

所述的粘结剂为热固性酚醛树脂，其性能符合如下指标：黏度为 0.3～1.4Pa.s/20℃，固含量为55-75％。

所述的粘结助剂为水溶性淀粉或羧甲基纤维素。

通过本发明生产吸附剂工艺简单，原料成本低，产业化对设备要求低， 投资少；提高石油焦综合利用价值，促进炼油化工一体化，适合炼化企业 投产并使用；吸附剂最终可焚烧处理，无碱液排放，利于环保。

具体实施方式

实施例1：

将原料石油焦(灰分0.15％挥发份9.04％，水分0.06％，含碳量 90.75％)破碎，筛分后过80目，放入马弗炉中加热150℃，保温2小时， 取自然冷却后的石油焦粉2.000g，混合NaOH 1.0g，氧化铁粉0.1g，热固 性酚醛树脂0.6g，水溶性淀粉0.04g，水0.6ml，混合均匀后制成3直径 mm，长度3mm的柱状体，110℃干燥1.5小时。转入气氛炉，在N₂气氛 中进行炭化处理，(N₂流量100ml/min，升温速率10℃/min，终温750 ℃，保温2小时)，冷却至室温后得2.6g吸附剂，比表面积860m²/g，饱 和硫容850mg/g。

实施例2：

将实施例1原料石油焦破碎，筛分后过100目筛，放入马弗炉中加热 至150℃，保温2小时，其它条件同实施例1。待冷却至室温后得2.39g吸 附剂，比表面积880m2/g，饱和硫容850mg/g。

实施例3：

将实施例1原料石油焦破碎，筛分后过80目筛，放入马弗炉中加热至 200℃，保温3小时，其它条件同实施例1。待冷却至室温后得2.30g吸附 剂，比表面积910m2/g，饱和硫容875mg/g。

实施例4：

将实施例1原料石油焦破碎，筛分后过80目筛，放入马弗炉中加热至 200℃，保温3小时，取自然冷却后的石油焦粉2.000g，混合KOH 2.0g其 它条件同实施例1。待冷却至室温后得2.89g吸附剂，比表面积960m2/g， 饱和硫容920mg/g。